蜗杆传动PPT演示课件

蜗杆传动,第7章蜗杆传动,蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成。一般蜗杆为主动件，用于传递交错轴间的回转运动和动力，通常两轴交错角为90。,7.1蜗杆传动的类型和特点7.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算7.3蜗杆传动的材料和结构7.4蜗杆传动的强度计算7.5蜗杆传动的效率、润滑及热平衡7.6蜗杆传动的安装与维护,一、蜗杆与蜗轮的材料,1.为了减摩，通常蜗杆用钢材，蜗轮用有色金属（铜合金、铝合金）。,2.高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。,3.低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。,4.蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。,7.3蜗杆与蜗轮的材料和结构,由于蜗杆传动的特点，蜗杆副的材料不仅要求有足够的强度，更重要的是具有良好的减摩耐磨和抗胶合性能。为此常采用青铜作蜗轮齿圈，并与淬硬磨削的钢制蜗杆相匹配。蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢。高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。精度要求高的蜗杆需经磨削。,适用于齿面滑动速度较高的传动。,vs8m/s的场合。（抗胶合能力差）,vs2m/s的场合，且要进行时效处理，防止变形。,（抗胶合能力强，抗点蚀能力差）,二、蜗杆、涡轮的结构,1.蜗杆的结构,蜗杆常和轴做成一个整体。,无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。,有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度较前一种差。,蜗杆、蜗轮的结构,2.蜗轮的结构,齿圈式,整体式,蜗轮的结构,镶铸式,螺栓连接式,7.4蜗杆传动的强度计算,一、蜗杆传动的受力分析,蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿在受到法向载荷Fn的情况下，可分解出径向载荷Fr、圆周载荷Ft、轴向载荷Fa。,力的大小,圆周力,轴向力,径向力,蜗杆传动的受力分析,蜗杆传动受力方向判断,蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。,蜗杆传动受力方向判断,蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。,径向力=径向力,蜗杆传动受力方向判断,蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。,径向力=径向力,周向力=轴向力,蜗杆传动受力方向判断,蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。,径向力=径向力,周向力=轴向力,周向力=轴向力,蜗杆传动受力方向判断,蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋转方向。,从动轮转向,径向力=径向力,周向力=轴向力,周向力=轴向力,Ft主反从同,Fr指向各自的轴线,Fa1蜗杆左右手螺旋定则,轴向力,径向力,圆周力,蜗轮转向的判别：,Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向,例1：标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向，绘出蜗杆和蜗轮在啮合点处的各分力的方向（均为蜗杆主动）。,2,1,径向力Fr的方向：略,传动系统如图，已知轮4为输出轮，转向如图，试：1、合理确定蜗杆、蜗轮的旋向；2、标出各轮受力方向。,例,径向力Fr的方向：略,图示为一起重装置，欲使重物上升，试在图上画出：,例,1、电机转向n1；2、斜齿轮2的旋向；3、啮合点受力方向。,径向力Fr的方向：略,7.5蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算,一、蜗杆传动的效率与齿轮传动类似，闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合摩擦损耗，轴承中摩擦损耗以及搅动箱体内润滑油的油阻损耗。其总效率为=123其中最主要的是啮合效率，当蜗杆主动时，啮合效率可按螺旋传动的效率公式求出。,式中：为蜗杆导程角；为当量摩擦角，=arctgf。当量摩擦系数f主要与蜗杆副材料、表面状况以及滑动速度等有关。,因此考虑23后，蜗杆传动的总效率为,所以z1,估计蜗杆传动的总效率时，可取下列数值：闭式传动z1=124=0.700.750.750.820.870.92开式传动z1=1、2=0.600.70,二、蜗杆传动的润滑目的：减摩、散热。润滑油的粘度和给油方法可参照表7-10选取。一般根据相对滑动速度选择润滑油的粘度和给油方法。,蜗杆下置时，浸油深度应为蜗杆的一个齿高；蜗杆上置时，浸油深度约为蜗轮外径的1/61/3。,为减小搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油过深。蜗杆线速度v24m/s时，常将蜗杆置于蜗轮之上，形成上置式传动，由蜗轮带油润滑。,润滑方式的选择：,当vs510m/s时，采用油池浸油润滑。为了减少搅油损失，下置式蜗杆不宜浸油过深。,当vs1015m/s时，采用压力喷油润滑。,当v14m/s时，采用蜗杆在上的结构。,三、蜗杆传动的热平衡计算由于蜗杆传动效率低、发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高、润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。热平衡：在单位时间内，摩擦产生的热量等与散发的热量。在闭式传动中，热量系通过箱壳散逸，且要求箱体内的油温t()和周围空气温度t0()之差不超过允许值,式中：t温度差，t=t-t0;,P1蜗杆传递功率，单位为kW;t表面散热系数，根据箱体周围通风条件，一般取t=1017W/(m2)；A散热面积，单位为m2，指箱体外壁与空气接触而内壁被油飞溅到的箱壳面积，对于箱体上的散热片，其散热面积按50%计算；t温差允许值，一般为6070。并应使油温t(=t0+t)小于90。如果超过温差